دور بروتينات حويصلات الخلية في السمّية الناتجة عن الشكل الذي تحدده الألياف (النانوية)

تم ربط شكل الألياف (الطول > 5 ميكرومتر؛ القطر القابل للاستنشاق < 3 ميكرومتر) والقدرة الحيوية بإمكانيتها للتسبب في التليف، وسرطان الرئة، والميزوثليوما الخبيثة. من بين الآليات المعنية، يحدث البلعمة المخفقة عندما تحاول البلعميات ولكنه تفشل في الاستيعاب الكامل وإزالة الألياف الطويلة الصلبة. على الرغم من أن الألياف النانوية يمكن أن تلبي هذه المعايير وتثير البلعمة المخفقة، إلا أن أقطارها الصغيرة قد تمكنها من التشابك، مما يتسبب في فقدان شكلها الشبيه بالألياف وتأثير على إمكانية سمّيتها. تعتمد التقييمات السميّة للألياف (النانوية) على الدراسات الحيوانية؛ لذلك، هناك حاجة ملحة لتأسيس بدائل في المختبر. لقد تم التحقيق في أنابيب الكربون النانوية، وهي الفئة الأكثر انتشاراً تجارياً من الألياف النانوية، بشكل موسع، وأظهر البعض منها إمكانية مرضية، من خلال التسبب في التهاب يتم بدءه بواسطة نقل الكاتيبسين B من الحويصلات إلى السيتوسول. أشارت الدراسات المستقلة إلى أن الألياف الكربونية الطويلة والصلبة فقط تؤدي إلى انخفاض إنزيمات الحويصلات (بما في ذلك عدة كاتيبسينات) داخل البلعميات وزيادة المستويات في البيئة خارج الخلوية. وبالتالي، تم اقتراح أدوار مختلفة للكاتيبسين B استجابةً للتعرض للألياف النانوية. للتوفيق بين هذه الملاحظات، تستعرض هذه المراجعة الآليات الأساسية من خلال تقييم دراسات في المختبر، وخاصة كيف تستجيب البلعميات في المختبر لمواد نانوية قائمة على الكربون ذات أشكال مختلفة، وتناقش قيود النماذج الحالية في المختبر، وتقيم المقاربات المحتملة لتقييم سمّية الألياف النانوية.